Jednofunkcyjne związki organiczne poziom rozszerzony

Transkrypt

1 Jednofunkcyjne związki organiczne poziom rozszerzony Zadanie 1. (1 pkt) Źródło: CKE 2010 (PR), zad. 11. W poniższej tabeli podano wartości stopnia dysocjacji trzech kwasów karboksylowych w ich wodnych roztworach o stężeniu 0,1 mol/dm 3 w temperaturze 25 o C. Wzór związku Stopień dysocjacji, % HCH 4,15 CH 1,33 C 6 H 5 CH 2,50 Na podstawie: Z. Dobkowska: Szkolny poradnik chemiczny, Warszawa 1990 Na podstawie podanych wartości stopnia dysocjacji uszereguj podane kwasy od najsłabszego do najmocniejszego. Zadanie 2. (3 pkt) Źródło: CKE 2010 (PR), zad. 22. Alkeny bardzo łatwo przyłączają bromowodór lub chlorowodór. Reakcje te nie wymagają użycia katalizatorów ani podwyższenia temperatury. Powstałe w wyniku tej przemiany halogenki alkilowe mogą ulegać reakcji podstawienia lub reakcji eliminacji. Temperatura pokojowa i użycie wody jako rozpuszczalnika sprzyja reakcji podstawienia, natomiast użycie alkoholowego roztworu wodorotlenku potasu w podwyższonej temperaturze (około 80 ºC) prowadzi do reakcji eliminacji. W obecności kwasu siarkowego(vi) alkeny mogą reagować także z wodą, dając alkohole. Poniżej przedstawiono ciąg przemian: but-1-en 2-chlorobutan 1 but-2-en 2 butan-2-ol 3 Skorzystaj z powyższej informacji i napisz równania reakcji 1, 2 oraz 3, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych. Jeżeli reakcja wymaga użycia katalizatora, odpowiedniego środowiska lub podwyższenia temperatury, napisz to nad strzałką równania reakcji. Równania reakcji: 1:... 2:... 3:... 1

2 Zadanie 3. (3 pkt) Źródło: CKE 2010 (PR), zad. 23. Poniżej podano dwa ciągi przemian chemicznych, w wyniku których otrzymano związki organiczne B i D. CH 2 + Cl 2 światło KH / H 2 CHCl A [ ] B CH 2 + Cl 2 światło KH / H 2 CH 2 CH 2 Cl C [ ] D a) Narysuj wzór półstrukturalny (grupowy) związku oznaczonego literą B oraz podaj nazwę systematyczną związku oznaczonego literą D. Wzór związku B:... Nazwa związku D:... b) Stosując podział charakterystyczny dla chemii organicznej, określ typ reakcji, w wyniku których powstały związki oznaczone literami A i C.... Zadanie 4. (1 pkt) Źródło: CKE 2010 (PR), zad. 25. kreśl stopnie utlenienia atomów węgla w cząsteczce kwasu etanowego (octowego). Wypełnij tabelę, wpisując stopień utlenienia atomu węgla, którego symbol został podkreślony. CH CH Stopnie utlenienia atomów węgla 2

3 Zadanie 5. (3 pkt) Źródło: CKE 2010 (PR), zad. 27. Reakcją pozwalającą wykryć w związkach organicznych grupę C jest próba jodoformowa. Polega ona na reakcji związku organicznego z jodem w obecności NaH w podwyższonej temperaturze. Po oziębieniu mieszaniny poreakcyjnej do temperatury pokojowej powstaje żółty, krystaliczny osad o charakterystycznym zapachu. Jeżeli badanym związkiem jest propanon (aceton), produktami próby jodoformowej są: trijodometan, etanian sodu (octan sodu), jodek sodu i woda. a) Korzystając z powyższych informacji, uzupełnij schemat, tak aby przedstawiał równanie opisanej reakcji w formie cząsteczkowej (wpisz wzory produktów reakcji i odpowiednie współczynniki stechiometryczne). C +3I 2 +4NaH b) Napisz wzór tego produktu przemiany, który tworzy żółty, krystaliczny osad o charakterystycznym zapachu. c) Napisz, czy próba jodoformowa pozwala na odróżnienie propanonu (acetonu) od etanalu, i uzasadnij swoje stanowisko. Zadanie 6. (2 pkt) Źródło: CKE 2010 (PR), zad. 28. ceń prawdziwość poniższych zdań i uzupełnij tabelę. Wpisz literę P, jeżeli uznasz zdanie za prawdziwe, lub literę F, jeżeli uznasz je za fałszywe. Lp. Zdanie P/F Zasadowy charakter amin związany jest z obecnością wolnej pary elektronowej atomu azotu grupy aminowej, umożliwiającej przyłączenie jonu H +. Wartości temperatury wrzenia amin alifatycznych są wyższe niż n-alkanów o porównywalnej masie molowej, gdyż między cząsteczkami amin tworzą się wiązania wodorowe. 3. Fenyloaminę (anilinę) otrzymuje się przez utlenienie nitrobenzenu. 3

4 Zadanie 7. (2 pkt) Źródło: CKE 2010 (PR), zad. 32. Zaprojektuj doświadczenie, którego przebieg pozwoli na rozróżnienie roztworów dwóch triglicerydów: trioleinianu glicerolu i tristearynianiu glicerolu. a) Uzupełnij schemat doświadczenia, wpisując nazwę odczynnika wybranego spośród następujących: - stężony wodny roztwór wodorotlenku sodu NaH (aq) - woda bromowa Br 2 (aq) - rozcieńczony wodny roztwór kwasu etanowego (octowego) CH (aq) Schemat doświadczenia: odczynnik:... I II roztwór trioleinianu glicerolu w CCl 4 roztwór tristearynianu glicerolu w CCl 4 Zgodnie z powyższym schematem do probówki I wprowadzono roztwór trioleinianu glicerolu w CCl 4, a do probówki II roztwór tristearynianu glicerolu w tym samym rozpuszczalniku. Następnie do obu probówek dodano wybrany odczynnik i ich zawartość energicznie wymieszano. b) Napisz, co potwierdzi obecność roztworu trioleinianu glicerolu w probówce I i roztworu tristearynianu glicerolu w probówce II (porównaj przebieg doświadczenia w obu probówkach). Probówka I: Probówka II:

5 Zadanie 8. (1 pkt) Źródło: CKE 2010 (PR), zad. 33. Ester metylowy kwasu 2-metylopropenowego (metakrylan metylu) jest monomerem poli(metakrylanu metylu). Dokończ, stosując wzory półstrukturalne (grupowe), równanie reakcji polimeryzacji tego estru. n CH 2 =C C Zadanie 9. (1 pkt) Źródło: CKE 2009 (PR), zad. 27. Poniżej przedstawiono wzór półstrukturalny (grupowy) etanianu (octanu) etylu. C CH 2 Zapisz wzory półstrukturalne (grupowe) jednego estru i jednego kwasu będących izomerami octanu etylu. Wzór estru Wzór kwasu 5

6 Zadanie 10. (1 pkt) Źródło: CKE 2009 (PR), zad. 28. Glicerol (propan-1,2,3-triol) ulega termicznej dehydratacji. W wyniku odwodnienia glicerolu powstaje nienasycony aldehyd propenal (akroleina). Napisz, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, równanie reakcji otrzymywania propenalu opisaną metodą. Informacja do zadania Poniżej przedstawiono wzory grupowe czterech wybranych izomerów pentanolu. C CH 2 H C CH 2 CH CH I H II H III H CH 2 CH 2 CH IV Zadanie 11. (1 pkt) Źródło: CKE 2009 (PR), zad. 29. Podaj nazwy systematyczne związków, których wzory oznaczono numerami III i IV. Nazwa związku III:... Nazwa związku IV:... 6

7 Zadanie 12. (1 pkt) Źródło: CKE 2009 (PR), zad. 30. kreśl rzędowość alkoholi I, II i III. Rzędowość alkoholu I:... Rzędowość alkoholu II:... Rzędowość alkoholu III:... Zadanie 13. (1 pkt) Źródło: CKE 2009 (PR), zad. 31. Zapisz numer oznaczający wzór tego związku, który może występować w postaci enancjomerów. Zadanie 14. (1 pkt) Źródło: CKE 2009 (PR), zad. 32. Napisz, posługując się wzorami półstrukturalnymi (grupowymi) związków organicznych, równanie reakcji utleniania alkoholu I za pomocą tlenku miedzi(ii) w podwyższonej temperaturze. Zadanie 15. (1 pkt) Źródło: CKE 2009 (PR), zad. 36. Podaj wzory półstrukturalne (grupowe) wszystkich produktów całkowitej hydrolizy zasadowej (w roztworze wodnym NaH) związku o wzorze: CH 2 C C 17 H 33 CH C C 15 H 31 CH 2 C C 17 H 33 Uwaga: Grupy alkilowe przedstaw w postaci wzorów sumarycznych, tak jak w powyższym wzorze. Wzory grupowe związków: 7

8 Zadanie 16. (2 pkt) Źródło: CKE 2008 (PR), zad. 15. Sporządzono wodny roztwór propanianu sodu ( CH 2 CNa) i stwierdzono, że ma on odczyn zasadowy. a) Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji powodującej zasadowy odczyn roztworu. b) Z podanego zbioru wybierz i podkreśl symbole lub wzory wszystkich drobin (cząsteczek i jonów) obecnych w tym roztworze. CH 2 CNa CH 2 CH CH 2 C NaH Na + H Zadanie 17. (2 pkt) Źródło: CKE 2008 (PR), zad. 31. Przeprowadzono ciąg reakcji zilustrowanych następującym schematem:? + NaH (aq) + K 2 Cr 2 7(aq), H + CH 2 CH 2 CH 2 CH CH 2 CH X I II III Cl H a) Napisz, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) równanie reakcji numer I. W równaniu nad strzałką napisz warunki, w jakich zachodzi ta reakcja. b) Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) związku X. 8

9 Zadanie 18. (2 pkt) Źródło: CKE 2008 (PR), zad. 33. Kwas salicylowy, otrzymany przez utlenienie alkoholu salicylowego, jest bardzo skutecznym środkiem przeciwbólowym, przeciwzapalnym i przeciwgorączkowym. Niestety, związek ten okazał się zbyt niebezpieczny dla ścianek żołądka. Przekształcenie grupy fenolowej w grupę estrową pozwoliło otrzymać kwas acetylosalicylowy, który wykazuje skuteczność podobną do skuteczności kwasu salicylowego, ale jest mniej szkodliwy dla żołądka. Poniżej przedstawiono schemat przemian pozwalających na otrzymanie kwasu acetylosalicylowego z alkoholu salicylowego. Na podstawie: John McMurry Chemia organiczna, Warszawa 2000 a) Uzupełnij poniższy schemat, wpisując w nim wzór kwasu salicylowego. CH 2 H utlenianie estryfikacja CH H C alkohol salicylowy kwas salicylowy kwas acetylosalicylowy b) Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) związku, którego reakcja z kwasem salicylowym prowadzi do powstania kwasu acetylosalicylowego. 9

10 Zadanie 19. (2 pkt) Źródło: CKE 2008 (PR), zad. 34. Woski to mieszaniny estrów długołańcuchowych kwasów tłuszczowych i długołańcuchowych alkoholi monohydroksylowych. Na przykład jednym z głównych składników wosku pszczelego jest związek o wzorze ( CH 2 ) 14 C ( CH 2 ) 29 a) Posługując się wzorami półstrukturalnymi (grupowymi) związków organicznych, uzupełnij poniższe równanie reakcji hydrolizy tego estru w środowisku zasadowym. ( CH 2 ) 14 C ( CH 2 ) 29 + NaH H b) Znajomość budowy cząsteczek wosku pozwala przewidzieć jego niektóre cechy. Uzupełnij poniższe zdanie, wybierając spośród podanych w nawiasie wszystkie właściwości wosku pszczelego. Wybrane właściwości podkreśl. Wosk pszczeli (ma budowę krystaliczną, jest plastyczny, jest hydrofilowy, rozpuszcza się w rozpuszczalnikach organicznych). 10

11 Zadanie 20. (1 pkt) Źródło: CKE 2008 (PR), zad. 35. Błony komórkowe składają się głównie z fosfolipidów związków zbudowanych z małej, polarnej głowy i dwóch długich, węglowodorowych ogonów (rys. 1.). W środowisku wodnym cząsteczki fosfolipidów samorzutnie układają się w podwójną warstwę lipidową (rys. 2.). Na podstawie: Pr. zb. Podstawy biologii komórki. Wprowadzenie do biologii molekularnej, Warszawa 1999 głowa woda ogony woda Rys. 1. Schemat ilustrujący budowę cząsteczki lipidu błonowego Rys. 2. Schemat ilustrujący budowę fragmentu podwójnej warstwy lipidowej Uzupełnij poniższe zdanie wyjaśniające przyczynę powstawania podwójnej warstwy o przedstawionej strukturze. W każdym nawiasie wybierz i podkreśl właściwe określenie. Głowa jest (hydrofilowa hydrofobowa), to znaczy ma (duże małe) powinowactwo do wody. gony w przeciwieństwie do głowy są (hydrofilowe hydrofobowe) i (silnie słabo) oddziałują z wodą. 11

12 Informacja do zadania 21 Poniżej przedstawiono cykl reakcji zachodzących z udziałem związków organicznych. 1 2 cykloheksen cykloheksan chlorocykloheksan 4 cykloheksanol 3 Zadanie 21. (4 pkt) Źródło: CKE 2007 (PR), zad. 17. Wiedząc, że węglowodory cykliczne ulegają analogicznym reakcjom jak węglowodory łańcuchowe, napisz równania reakcji (1. 4.) zilustrowane na powyższym schemacie. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) lub uproszczone związków organicznych Zadanie 22. (3 pkt) Źródło: CKE 2007 (PR), zad. 20. Posługując się wzorami półstrukturalnymi (grupowymi), uzupełnij poniższe równania ilustrujące procesy, w których etanol jest substratem lub produktem reakcji.... H 2 S 4 + CH 2 H C + CH2... Al 2 3 /T CH 2 H NaH CH C + CH Na 3 CH 2 H 12

13 Zadanie 23. (1 pkt) Źródło: CKE 2007 (PR), zad. 21. Podczas produkcji serów dojrzewających kwas mlekowy (kwas 2-hydroksypropanowy) pod wpływem bakterii propionowych ulega tzw. fermentacji propionowej. W tej reakcji z kwasu mlekowego powstaje kwas propanowy i kwas etanowy (octowy) w stosunku molowym 2 : 1 oraz tlenek węgla(iv) i woda. Napisz równanie opisanej reakcji, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych... Zadanie 24. (3 pkt) Źródło: CKE 2007 (PR), zad. 22. Kwas octowy (etanowy) można otrzymać w reakcji etanolu (alkoholu etylowego) z dichromianem(vi) potasu. Stosując zasadę bilansu elektronowego, dobierz współczynniki w poniższym równaniu reakcji. Podaj wzór substancji pełniącej rolę utleniacza oraz wzór substancji pełniącej rolę reduktora.... CH 2 H +... K 2 Cr H 2 S 4... CH +...Cr 2 (S 4 ) K 2 S H 2 Bilans elektronowy:..... Wzór substancji pełniącej rolę utleniacza:... Wzór substancji pełniącej rolę reduktora:... 13

14 Zadanie 25. (2 pkt) Źródło: CKE 2007 (PR), zad. 23. Badano działanie świeżo sporządzonego wodorotlenku miedzi(ii) na próbki roztworów wodnych etanolu, etanalu, glicerolu i glukozy. bserwacje zestawiono w tabeli. Przeanalizuj zestawione poniżej obserwacje i wpisz do tabeli nazwy substancji, które były w próbkach oznaczonych numerami 1, 2, 3 i 4. Próbka wodorotlenek miedzi(ii) na zimno wodorotlenek miedzi(ii) na gorąco klarowny szafirowy roztwór brak danych brak objawów reakcji czarny osad klarowny szafirowy roztwór ceglastoczerwony osad brak objawów reakcji ceglastoczerwony osad Nazwa badanej substancji Zadanie 26. (2 pkt) Źródło: CKE 2007 (PR), zad. 26. W celu potwierdzenia faktu, że mocznik C(NH 2 ) 2 jest pochodną kwasu węglowego, przeprowadzono doświadczenie zilustrowane poniższym rysunkiem. Podaj obserwacje, które potwierdzają, że mocznik jest pochodną kwasu węglowego. Napisz równanie reakcji, której ulega mocznik podczas tego doświadczenia. bserwacje:.... Równanie reakcji:

15 Zadanie 27. (2 pkt) Źródło: CKE 2006 (PR), zad. 49. Poniżej przedstawiono wzory półstrukturalne (grupowe) dwóch pochodnych propanu. Podaj wzór półstrukturalny (grupowy) jednego izomeru każdego z tych związków. H 3 C C Wzór izomeru: H 3 C CH 2 C H Wzór izomeru: Zadanie 28. (2 pkt) Źródło: CKE 2006 (PR), zad. 50. Związek A, będący chloropochodną pewnego alkanu, poddano przemianom, które ilustruje poniższy schemat. A + KH (aq) + CH B a) Podaj nazwę systematyczną związku A. st. H 2 S 4 H 3 C CH C... b) Napisz, używając wzorów półstrukturalnych (grupowych), równanie reakcji, której ulega związek B. 15

16 Informacja do zadania W chemii żywności ważnymi reakcjami są reakcje fermentacji. Poniżej przedstawiono schematyczny zapis przebiegu fermentacji alkoholowej i fermentacji mlekowej. fermentacja alkoholowa: C 6 H C 2 H 5 H + 2C 2 (glukoza) fermentacja mlekowa: C 6 H CH(H)CH (glukoza) (kwas mlekowy) Zadanie 29. (1 pkt) Źródło: CKE 2006 (PR), zad. 51. Uzupełnij poniższy schemat, tak aby przedstawiał on wzory pary enancjomerów kwasu mlekowego. C C Zadanie 30. (2 pkt) Źródło: CKE 2006 (PR), zad. 52. kreśl, czy etanol może występować w formach enancjomerów. dpowiedź uzasadnij. 16

17 Informacja do zadania Wodorotlenek sodu jest głównym składnikiem preparatów do czyszczenia niedrożnych rur i syfonów. Na etykiecie jednego z takich preparatów znajduje się następujące ostrzeżenie: Nie stosować do czyszczenia instalacji aluminiowych. Zadanie 31. (1 pkt) Źródło: CKE 2006 (PR), zad. 55. Wodorotlenek sodu w obecności wody reaguje z tłuszczem znajdującym się w zatkanych rurach. Napisz równanie tej reakcji przyjmując, że cząsteczki tłuszczu zbudowane są wyłącznie z tristearynianu glicerolu. W zapisie zastosuj półstrukturalne (grupowe) wzory tristearynianu glicerolu i glicerolu oraz sumaryczne wzory reszt węglowodorowych kwasu organicznego. Zadanie 32. (1 pkt) Źródło: CKE 2006 (PR), zad. 56. kreśl, jaka właściwość fizyczna produktów reakcji tłuszczu z zasadą sodową jest podstawą opisanej metody udrażniania rur. 17

18 Zadanie 33. (1 pkt) Źródło: CKE 2005 (PR), zad. 34. ł ś ś ż ś ć ą ą ą ę ż ż Zadanie 34. (3 pkt) Źródło: CKE 2005 (PR), zad. 49. ą ś ł ą ą ł ą ę 18